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【科普】这些主要的干燥技术你都知道吗?

时间:2022-06-25 点击次数:135
01
真空冷冻干燥技术

真空冷冻干燥就是将含水物料冻结后,置于真空环境下,并供给一定的热量,使物料中的冰直接升华并排走,从而除去物料的水分,获得干制品的一种方法。

冻干的固体物质由于微小的冰晶体的升华而呈现多孔结构,并保持原先冻结时的体积,加水后极易溶解而复原,制品在升华过程中温度保持在较低温度状态下(一般低于-25摄氏度),因而对于那些不耐热的物质,诸如酶、激素、核酸、血液和免疫制品等的干燥尤为适宜。干燥的结果能排出95~99%以上的水份,有利于制品的长期保存。制品干燥过程是在真空条件下进行的,故不易氧化。针对部分生化药物的化学、物理、生物的不稳定性,冻干已被实践证明是一种非常有效的手段。随着生化药物与生物制剂的迅速发展,冻干技术将越来越显示其重要性与优越性。


02
2 喷雾干燥技术


喷雾干燥技术是利用不同的喷雾器,将悬浮液或黏滞的液体分散成极细的雾滴,由于雾滴具有很大的比表面积,物料可以同热空气发生剧烈的热质交换,在几秒至几十秒内迅速排除物料水分而获得干燥。成品以粉末状态沉陷于干燥室底部,特别适用于不能借结晶方法得到固体产品的生物制品生产中,如酵母、核苷酸,某些抗生素药物的干燥。

喷雾干燥干燥速度快、时间短,一般为3~30s,由于料液雾化成20~60μm的雾滴,其表面积相应高达200~5O00m2/m3,物料水分极易汽化而干燥;喷雾干燥通常操作温度较低。虽然采用较高温度的热空气,但由于雾滴中含有大量水分,其表面温度不会超过加热空气的湿球温度,一般为50~60℃,加之物料在干燥器内停留时间短,因此物料最终温度不会太高,非常适合于热敏性物料的干燥;


03
3 微波干燥技术


微波是一种频率非常高的电磁波,通常是指1000兆赫以上的超高频率电磁波。微波每秒24. 5亿次的振荡频率能高速振荡物体内的水分子和脂肪分子,使其相互摩擦碰撞,从而产生热量。从而实现干燥的目的。

微波加热是使被加热物本身成为发热体,称之为内部加热方式,不需要热传导的过程,内外同时加热,因此能在短时间内达到加热效果。在微波加热中,微波能只能被加热物体吸收而生热,加热室内的空气与相应的容器都不会发热,所以热效率*。

微波能在较低的温度下杀死细菌,这就提供了一种能够较多保持食品营养成份的加热杀菌方法。


04
4 真空干燥技术


真空,并不是完全没有空气,而是指系统的气态分子数量较少。真空干燥是在真空条件下加热物料,使其水分内部扩散,内部蒸发,表面蒸发,从而进行低温低压干燥的工艺。

真空干燥装置一般体积较小,因为在真空状态下,外压急剧减小,溶剂的沸点大大降低,蒸发速度明显提高,蒸发面积可缩小,整个装置紧凑。真空干燥温度低,可干燥热敏性物料。而且在真空状态下,可以灭菌。


05
超临界流体干燥


超临界干燥技术是在高于干燥介质临界温度和临界压力下进行的干燥,此时溶剂处于非液非气,即流体状态。在溶剂去除过程中,不存在表面张力和毛细管作用力,可以有效避免物料凝胶骨架在干燥过程中的收缩和碎裂,从而保持物料凝胶原有的结构与状态,从而有效避免了初级纳米粒子的团聚和凝聚。

超临界流体干燥升温时,必须保持系统温度均匀,以保证凝胶中分散相完全转化为流体。干燥结束后,必须在保持临界温度不变的条件下缓慢地释放出流体,使体系点沿着临界等温线变化,以防止临界流体逆转为液体。在溶剂交换和超临界干燥过程往往会有易燃的乙醇溶剂的蒸气释放出来,因此要注意安全问题。在放气完毕,须通保护气——氮气保护。这些都是超临界干燥过程中,必须注意的。

文章来源:WIGGENS公众号


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